Спектральная яркость излучения

Рис. 7.2. Закон распределения Планка— зависимость спектральной яркости излучения черного тела от температуры и длины волны.

Спектральная яркость излучения плазмы в интервале длин волн от к до к+ёк определяется формулой Планка [c.229]

Зависимость (18-3) позволяет найти спектральную яркость излучения в каждой точке направления I для отдельных длин волн. [c.421]

Разделим это количество энергии излучения на величины AFs, A Os, и At и возьмем предел полученного отношения при стремлении последних к нулю. В результате получим математическое определение спектральной интенсивности (спектральной яркости) излучения, позволяющей детальным образом охарактеризовать поле излучения [c.19]

Определенные таким образом яркостные, или черные, температуры ц и д представляют собой температуру абсолютно черного тела, которую оно должно было бы иметь, чтобы при заданной длине волны обладать такой же спектральной яркостью излучения какой [c.226]

Спектральная яркость излучения абсолютно черного тела при температурах и и длинах волн [c.226]

Из условия равенства спектральных яркостей излучения пламени и абсолютно черного тела получаем [c.226]

Для определения цветовой температуры можно воспользоваться методом отношения яркостей. Если для двух определенных длин волн и отношение спектральных яркостей излучения пламени равно такому же отношению соответствуюш их спектральных яркостей абсолютно черного тела, то говорят, что в этом случае температура абсолютно черного тела является цветовой температурой пламени. [c.230]

Отношение соответствующих спектральных яркостей излучения абсолютно черного тела при температуре Тр равно [c.230]

К оптическим методам измерения температуры относятся такие методы, в основу которых положено измерение тех или иных эмиссионных характеристик тела, однозначно связанных с его температурой. О температуре тела можно судить по его спектральной яркости излучения, по спектральному составу излучения, по энергии излучения и другим характеристикам. [c.259]

Каждой спектральной яркости излучения реального тела при его температуре Т и длине волны X может быть подобрана равноценная по величине спектральная яркость черного тела при той же длине волны X и некоторой температуре Tg. Величина этой температуры Ts, называемой яркостной температурой, определяется из равенства яркостей реального и черного тел ( х)г= [c.42]

Цветовой температурой пламени называют температуру абсолютно черного тела, при которой отношение спектральных яркостей излучения абсолютно черного тела для двух длин волн л, и iVj такое же, как для данного пламени. [c.236]

Геометрическое место этих изображений в фокальной плоскости камерного объектива и составляет спектр исследуемого излучения. Число изображений определяется числом монохроматических составляющих в спектре источника, а их интенсивность — спектральной яркостью излучения в каждой длине волны и параметром спектрального прибора — его светосилой. При источнике сплошного спектра изображения в отдельных длинах волн накладываются друг на друга и образуют в фокальной плоскости непрерывный спектр. [c.18]

Спектральные пропускательные способности среды на участке 1—2 равны / . Поэтому спектральные яркости излучения в сече- [c.56]

Для моделирования лучистого теплообмена А. С. Невский использует только пять уравнений, определяющих процесс переноса лучистой энергии для спектральной яркости излучения баланса энергии элементарного объема два граничных уравнения связи между потоками излучения, направленными к [c.153]

Связь между интегральной и спектральной яркостью излучения [c.286]

В термометрии излучения в отличие от термометрии, основанной на применении термопары или термометра сопротивления, можно использовать уравнения в явном виде, которые связывают термодинамическую температуру с измеряемой величиной (в данном случае со спектральной яркостью). Это возможно потому, что тепловое излучение, существующее внутри замкнутой полости (излучение черного тела), зависит только от температуры стенок полости и совсем не зависит от ее формы или устройства при условии, что размеры полости намного больше, чем рассматриваемые длины волн. Излучение, выходящее из маленького отверстия в стенке полости, отличается от излучения черного тела лишь в меру того, насколько сильно отверстие нарушает состояние равновесия в полости. В тщательно продуманной конструкции это отличие может быть сделано пренебрежимо малым, так что равновесное излучение черного тела становится доступным для измерений. Таким образом, методы термометрии излучения позволяют в принципе измерить термодинамическую температуру с очень высокой точностью, что будет кратко рассмотрено в разд. 7.7. [c.309]

Рис. 7.29. Сравнение спектрального распределения мощности лампы типа черное тело со спектральным распределением мощности излучения черного тела при 2014 К. — спектральная яркость лампы, деленная на спектральную яркость черного тела, нормированная при Х=660 нм. Пунктирные линии представляют вычисленные распределения для различных коэффициентов излучения лампы. Сплошной линией показана наилучшая подгонка к результатам измерений, которая соответствует коэффициенту излучения 0,992 [41].

Таким образом, измерение отношения спектральных, яркостей для двух длин волн дает возможность вычислить Т, если значение Я е) известно. Хотя величина 7 (е) определена здесь как отношение спектральных коэффициентов излучения, ее можно также, рассматривать как отношение некоторых других зависящих от длины волны, но не от температуры величин, таких, как пропускание атмосферы, спектральная чувствительность детектора и т. п. Заметим, что параметры, которые не зависят и от длины волны, и от температуры, в уравнении (7.81) не присутствуют и их можно не учитывать. Один из таких параметров—размер источника. Чувствительность метода возрастает при увеличении разницы длин волн. К сожалению, чем [c.384]

Определим объемную спектральную яркость 1 %, Т) как поток излучения, пропущенный через единицу объема стекла при температуре Т в единице телесного угла [c.393]

Действие яркостных пирометров основано на использовании зависимости спектральной интенсивности излучения Д (или спектральной яркости Вх) тела от его температуры. На рис. 9.7 представлена зависимость Д (для абсолютно черного тела) от Т для трех значений длины волны в видимом участке спектра. При Я = = 0,65 мкм повышение температуры от 1000 до 2000 К сопровождается возрастанием спектральной интенсивности Д в 6,42-10 раза. Аналогичные зависимости наблюдаются и для реальных тел. [c.184]

Ввиду того что энергия, излучаемая реальными телами, меньше энергии излучения абсолютно черного тела, при измерении действительной температуры тела Тд пирометры, основанные на яркостном методе, покажут более низкую яркостную температуру (рис. 9.8). Под яркостной температурой Тд понимается такая условная температура, при которой абсолютно черное тело имеет такую же спектральную интенсивность излучения Д или яркость Вх , что и реальное тело при его действительной температуре Тд, т. е. [c.184]

Для выделения достаточно узкой спектральной области излучения служит стеклянный красный светофильтр 5, обеспечивающий выделение участка с эффективной длиной волны около 0,65 мкм. Для облегчения наводки и фокусировки объектива и окуляра, особенно при небольшой яркости объекта измерения, этот светофильтр может быть выведен из поля зрения — его можно установить на место непосредственно перед измерением. [c.186]

Яркостная (спектральная) пирометрия основана на измерении интенсивности (яркости) излучения тел при фиксированной длине волны. Если для длины волны X интенсивность излучения тела и интенсивность излучения АЧТ равны, то температура АЧТ будет равна яркостной температуре Тя излучающего тела. С термодинамической темиературой Т связана соотношением [c.191]

Рассмотрим частный случай переноса в оптически плотной среде, когда длина свободного пробега излучения мала по сравнению с расстоянием, на котором температура существенно изменяется. В этих условиях локальная спектральная плотность энергетической яркости излучения обусловлена переносом энергии излучения от участков среды, расположенных вблизи рассматриваемой точки перепад температур на длине свободного пробега излучения мал. Излучение от удаленных участков с существенно более высокой температурой поступает в рассматриваемую точку значительно ослабленным. [c.293]

Спектральной плотностью энергетической яркости" 1,ч называют отношение энергетической яркости, взятой в бесконечно малом интервале частот (длин волн), включающем данную частоту (длину волны), к этому интервалу. Задание функции распределения или энергетической яркости излучения полностью определяет поле излучения [c.142]

Ниже рассматриваются элементы теории оптической пирометрии, основанной на измерении яркости только в видимой части спектра излучения (Х = 0,4 -0,8 мк). В этом диапазоне длин волн при температурах излучателей, обычно встречающихся в печах, (<3 000° К) для определения спектральных характеристик интенсивности пзлучепия может быть использована формула Вина (3-3). Спектральная яркость излучения черного тела при температуре Т на основе этой формулы представляется в следующем виде [c.42]

Для характерпстики абсо-.лютнои яркости излученпя вольфрама (и других нечерных тел) вводится понятие яркостной температуры Тц-В соответствии с (4.12) спектральная яркость излучения ленточной лампы с истинной температурой вольфрама Т [c.353]

Для сравнения цвета нечерного и черного тел можно также воспользоваться отношением спектральных яркостей для двух произвольно выбранных длин волн. Тогда цветовой температуре тела можно дать 1следующее определение цветовой температурой тела называется температура черного тела, при которой отношение спектральных яркостей его излучения для двух длин волн 1 и Ц равно отношению спектральных яркостей излучения нечерного тела при этих же длинах волн, т. е. [c.312]

Основное преимущество такого параметрического радиометра яеред существующими тепловыми эталонами спектральной яркости — отсутствие ошибок в определении температуры и поглощательной способности. В принципе, такое устройство может быть положено в основу первичного эталона температуры. С другой стороны, один фотон на моду является естественной единицей спектральной яркости излучения, и можно ее выражать непосредственно числом М, показывающим, во сколько раз превышает яркость вакуума . [c.203]

Распределение спектряльного излучения по направлениям характеризуется величиной спектральной яркости В - Спектральной яркостью излучения называется количество спектральной энергии, излучаемое единицей площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению излучения, в единицу вре- [c.285]

Предположим, что требуется найти излучательную способность изотермической полости, показанной на рис. 7.5. Величина, которую необходимо вычислить, представляет собой отношение спектральной яркости элемента стенки А5, визируемого в Р, к спектральной яркости черного тела при той же температуре. В свою очередь поток излучения, исходящий из в направлении апертуры а, состоит из двух частей потока, излученного самим элементом А5, и лучистого потока, отраженного тем же элементом А5. Первый зависит только от коэффициента излучения стенки и ее температуры и не зависит от присутствия остальной части полости. Отраженный поток, со своей стороны, зависит от коэффициента отражения поверхности элемента А5 и от лучистого потока, попадающего на А5 из остальной части полости. На значении отраженного потока сказывается влияние а, так как лучистый поток, который в замкнутой полости пришел бы от а в направлении А5, в рассматриваемом случае отсутствует. Именно этот эффект отсутствия падающего потока от а в потоке излучения, отраженного от А5, и необходимо вычислить. Следует также учесть, что отсутствует не только лучистый поток в направлении а- А5, но и лучистый поток от а в направлении остальной части стенок полости. Таким образом, лучистый поток, поступающий в А5 от всей оставщейся части полости, является несколько обедненным. Из всего этого должно быть ясно, что расчет излучательной способности такой полости никоим образом не является тривиальной операцией. Для строгого вычисления необходимо знать в деталях геометрию полости и системы наблюдения, угловые зависимости излучательной и отражательной характеристик материала стенки полости, а также распределение температуры вдоль стенок полости. Температурная неоднородность изменяет поток излучения полости в целом так же, как и наличие апертуры, но с некоторым дополнительным усложнением, которое состоит в том, что изменение потока [c.327]

В гл. 3 рассматривались измерения термодинамической температуры газовым термометром и другими первичными термометрами. Было показано, что в температурной области выше примерно 30 К практически все численные значения термодинамической температуры основаны на газовой термометрии. Однако усовершенствования в термометрии излучения, возможно, это изменят. Уже измерения температурных интервалов в области от 630 °С до точки золота показали, что МПТШ-68 вблизи 800 °С содержит погрешность около 0,4 °С [15, 75]. Фотоэлектрический пирометр сам по себе не является первичным термометром, так как им можно измерить не абсолютную спектральную яркость источника, а только отношение спектральных яркостей двух источников, и невозможно, чтобы один из них находился в тройной точке воды. Однако фотоэлектрическая пирометрия может дать очень точные значения- для разностей температур [c.381]

В последние годы возник большой интерес к методам измерения, в которых используется избыточная информация, содержащаяся в спектре излучения нагретых тел. Принцип новых методов основан на утверждении, что если излучательная способность материала пропорциональна длине волны в степени п, то температура может быть получена из относительных измерений спектральной яркости при п + 2 длинах волн. Для п = 0 мы имеем случай двухцветного пирометра или пирометра отношения, в котором излучате,тьная способность не зависит от длины волны. Если п= и излучательная способность с длиной волны меняется линейно, требуется три длины волны. Проблема с двухцветным пирометром, как было показано, состоит в том, что для равенства излучательной способности при двух длинах волн на практике длины волн должны быть расположены рядом. С другой стороны, легко показать, что чувствительность при увеличении расстояния между длинами волн увеличивается. Подобный анализ для трехцветного пирометра показывает, что даже небольшие отличия от предполагаемого линейного соотношения между излучательной способностью и длиной волны могут приводить к большим погрешностям. Свет [81], однако, отметил, что при использовании современных компьютеров метод определения истинной температуры из измерений при т длинах волн на основе предположения, что излучательная способность является функцией п-й степени от длины волны и т>п, имеет ряд преимуществ. Они состоят в том, что избыточная информация, содержащаяся в [т—(п = 2)] измерениях, должна компенсировать недостаток точности в измерениях относительной яркости при т длинах волн. Трудности достижения высокой точности были показаны в работе Коатса [26], где был сделан вывод, что ни один из этих методов, по-видпмому, не приводит к большей точности опреде.ле-ния Т, чем точность, достигаемая пирометром на одной длине волны с использованием известной величины излучательной способности. [c.392]

Применение абсолютных рефлектометрических методов осложнено тем, что при высоких температурах собственное излучение исследуемой поверхности достаточно высоко и возникают существенные трудности ори измерении спектральной яркости отраженного излучения. Как известно, для этого метода коэффициент отражения вычисляется из выражения [c.163]

Известны спектральная яркост полезного излучения и средняя температура фона. Параметр LZAD = 0. Средняя температура излучателя полезного сигнала задается равной 2С0 К, а температура фона - известным значением. Значения спектрального распределения яркости задаются массивом L (N)- Массив значений яр<ости фона заполняется нулями (или пробелами, т. е. не заполняется). [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...